試析汽車燃油表不準的失效模式和處理對策

武晟鋒 禹闖 呂園園

摘 要：汽車燃油表是對汽車駕駛員而言影響非常大的儀器類型。而由于汽車燃油表失效造成的問題屢屢發生，為此，本文在深入分析汽車燃油表系統構成的基礎上，提出了目前燃油表失效的主要問題，并且針對性地提出解決汽車燃油表不準的失效式的措施，以期能為燃油表的不斷完善提供參考和借鑒的依據。

關鍵詞：汽車燃油表；失效模式；指示不準

中圖分類號： TM4 文獻標識碼： A 文章編號： 1673-1069（2016）16-184-2

0 引言

汽車的燃油表是用以監控汽車燃油箱內燃油的貯油量和消耗情況的一個儀表裝置。汽車燃油表是汽車駕駛員參考的重要儀器之一，能有效預測車輛行駛過程中燃油情況。一旦燃油表不準，就會對駕駛員操作有著非常大的影響。因此，加強對汽車燃油表的研究是非常重要的。

1 汽車燃油表的主要構成元素

汽車的燃油表即汽車的油位系統，在這個系統中主要包含了硬件和軟件（系統）兩個部分[1]。其中硬件主要是指油箱、儀表等部分，而軟件則是能夠隨著信息技術的發展而不斷改變的燃油表控制系統。在信息技術的不斷發展過程中，汽車油表的控制系統的構架也發展為GLOBAL A形式，甚至是混合形式的架構[2]。在汽車燃油表控制系統中，讀取油量數據的方式主要是通過線束來將油位信號傳輸給車身的控制模塊，進而利用高、低速總線來將計算出來的信息顯示到儀表中[3]。因此，駕駛員只要通過讀取儀表指針位置就能夠明確油箱中剩余的油量。總體而言，燃油傳感器信號的采集就是通過置于油箱內部的燃油表調節連桿角度來調節自身電阻的滑動變阻器，在桿的端點將連接一個浮子，一旦油箱內油量發生變，浮子的高度也會隨之變化，進而改變連桿角度。

2 失效案例分析

由于燃油表受到多個區域因素的影響，因此其指示不準的失效問題不僅涉及底盤問題，還涉及整車的動力總成和電子系統問題。一般情況下，維修站在遇到客戶反映燃油表指示不準確的問題時，都需要從系統的軟件和硬件進行分析，步驟通常如下：首先，判斷燃油表顯示情況與發動機控制模塊顯示的剩余油量是否一致，若不一致，則檢查儀表是否存在問題；若一致，則檢查油位傳感器以及油箱碳罐是否存在問題[4]。而本文的研究主要從硬件結構入手，具體情況如下：

2.1 燃油表指針始終指示為空，油泵浮子無法浮起

例如A型車的燃油表指針始終指示為空，在維修店更換燃油泵之后發現其原因為油泵浮子無法浮起，因此判斷該車燃油表不準的原因為油泵出現故障。然而，15件在維修站已確認無法浮起的浮子在供應商的浸油試驗中都能正常浮起。而與新零件對比發現，失效件的浮子里邊具有大量的汽油，其重量明顯重于新零件，進而難以在汽油中浮起。而將失效浮子晾曬后發現，浮子里的油被蒸發，浮子重量小了，就能正常使用了。統計研究發現，市場上存在A、B兩種型號的浮子，而出現問題的基本為B型浮子。為此，本研究進行了如下實驗；

①將失效浮子放在70℃左右的E20乙醇汽油中浸泡20h，觀察其重量變化情況，結果顯示失效浮子變化率大都超過了要求，如圖1所示。

②為對比A、B型浮子的區別，將A、B兩種型號的新浮子分別放置在70℃的E20乙醇汽油及標準無鉛汽油中浸泡20h，結果發現，浮子在E20乙醇汽油中的重量變化率比較大，而同在E20乙醇汽油中浸泡，則B型大于A型。

由此可見，含醇汽油是影響浮子失效的重要外在原因。因此，在分析燃油表失效時必須充分考慮油品因素的影響。

2.2 燃油表不準，且伴有熄火、加速無力等失效

調查顯示，大部分燃油表不準的車型都會伴有熄火、加速無力等失效，而研究顯示，此類現象主要是由油箱線或者車身線的腐蝕導致。據調查，B型插件是從乘客艙穿過車身然后再到底盤的，因此，乘客艙內是不防水的。此外，插頭上有水油箱線束接插件。可見，油箱線或者車身線腐蝕的根本原因就是乘客艙沒有防水設計，導致接插件端進水并腐蝕。針對這一失效機理，工程師們又進一步完善該接插件類型，不僅更改了其基座、線束端子等設計，還增加了雙面防水設計，具體如圖2所示。

2.3 燃油表指針混亂

在某后驅車型中，為了能夠給予傳動軸充分的空間，該車型采用了馬鞍形的油箱設計，使得油具有主、副兩個腔，且兩個腔都分別放置燃油液位傳感器。兩腔中先消耗的為副腔中的燃油，然后再消耗主腔中的燃油。但受到結構關系的影響，兩腔之間存在著傳感器的死區，使得燃油表指針出現混亂。

3 改善燃油表不準的相關策略

3.1 改善乙醇汽油的質量

在失效案例分析中發現，醇汽油是影響浮子失效的重要外在原因，因此，改善乙醇汽油質量能有效改善燃油表不準的問題。乙醇作為可再生能源，因此，在汽油中加入一定量的乙醇不僅可以節約能源，還能降低汽車尾氣的污染。但是，乙醇汽油不僅容易影響汽車動力，而且極易加重浮子重量，進而影響汽車燃油表準確度。為此，需要針對汽車所使用的乙醇汽油的配方進行調整，確保汽車燃油表正常工作。

3.2 確保插件的防水設計合格

在汽車運行過程中，如果插件的防水設計不合格，那么就有可能使插件受到水浸影響，使得郵箱接線出現腐蝕而導致線路短路。那么，在車輛運行時就有可能出現加速不利或者突然熄火的現象。為此，在針對汽車的設計過程中，相關的設計人員需要注意插件防水的設計，結合實際的使用情況來不斷完善設計方案。

3.3 改善燃油表阻尼策略

改善燃油表的阻尼策略能有效解決車輛在行駛過程中受到地形或者車速顛簸造成的油位指示失準問題。而改善燃油表的阻尼策略可以采用將其轉變為轉速信號控制的形式，在汽車行駛后，就會向燃油表發送信號，燃油表接收信號后，就會增加阻尼，進而能夠準確地將油位信息顯示出來。

3.4 燃油表響應速度策略

燃油表的響應度數影響到實際的準確值，因此，加快燃油表的響應速度是有效的改善措施。一般情況下，燃油表的響應速度分為三種，一是快速響應速度，二是中速響應速度，三是慢速響應速度。

4 總結

準確的燃油表能為駕駛員提供有價值的參考信息，避免在汽車操作過程中出現不必要的失誤，加強汽車駕駛的安全穩定性，可見，汽車燃油表的準確性對于汽車駕駛員而言影響是非常大的。因此，在未來的發展過程中，在汽車設計方面還需要不斷完善汽車燃油表的設計，避免失效現象方式。

參 考 文 獻

[1] 劉小明，袁新文.車輛燃油表顯示原理及故障檢測[J].汽車電器，2015，12：33-35.

[2] 王娟，鐘雙勇.柱狀式汽車電子燃油表[J].科技展望，2015，32：115.

[3] 高陽，李學光.汽車燃油表不準的失效模式與改善處理分析[J].中小企業管理與科技（下旬刊），2016，02：293.

[4] 赫衛寧，張彬彬.汽車油位系統架構暨燃油指示不準常見失效案例分析[J].上海汽車，2014，05：45-48+57.